환경발전 기술로서의 열전변환 기술의 현황과 전망

전문가 제언

○ 근래 공장배열이나 자동차배열, 연료전지배열 등 열에너지에서 유용한 전기로 직접 변환하는 기술로서 열전변환기술이 주목받고 있다. 에너지변환 효율이 5% 정도로 높지 않으나 가동부분이 없고 고체디바이스만으로 발전할 수 있는 특징이 있어 비용 대 성능을 개선하면 차세대의 발전기술, 에너지절감 기술의 하나로서 유망하다.

○ 기기의 고 효율화, 에너지절감에서 미 이용배열의 유효이용은 매우 중요한 연구과제이다. 특히 열에너지를 이용가치가 높은 전기로 직접 변환하는 연전발전에서는 열전재료를 이용하여 발전을 하는 열전발전 모듈의 발전성능 향상이 매우 중요하므로 최근에는 고성능화가 기대되는 신 재료의 발전모듈을 개발하고 있다.

○ 열전발전 기술은 Seebeck효과를 이용하여 온도차를 전력으로 변환하는 발전방식으로 이전에는 연소 열원을 이용한 발전방식이었다. 그러나 근래에는 환경발전 기술로서 열전발전 기술은 에너지절감, 저비용을 목적으로 한 열에너지 회수발전의 이용방법과 약간의 온도차를 이용한 미소전력발전의 이용방법 등이 있다. 본고에서는 환경발전 기술의 현황과 전망에 대하여 소개하였다.

○ 일반적인 열전발전 모듈은 내부에 p형, n형의 특수 반도체(열전재료)가 다수 배치되어 있어 높은 성능의 열전재료 개발이 고효율화의 관건이다. 500℃까지의 배열발전용의 온도영역에서는 PbTe계의 화합물반도체가 매우 우수하여 반세기 이상 사용되어 왔다. 그러나 근래 산업분야에서 Pb의 사용이 제한되어 일본 산업기술종합연구소에서는 새로운 열전재료로서 Bi2Te3계 및 Zn4Sb3계 재료의 개발을 추진하고 있다.

○ 국내에서는 한국전기연구원, 한국세라믹기술원이 열전소자를 개발하는 국가 프로젝트(지식경제부지원)로서 대학과 공동으로 연구하고 있으며 업계에서는 현대자동차, 삼성전자, LG화학 등이 연구개발에 참여하고 있다. 열전발전에서는 발전모듈의 발전효율, 수명 및 성능향상이 중요하며 새로운 열전재료의 개발이 기대된다.

저자

Atsushi YAMAMOTO

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

정보통신

연도

2010

권(호)

93(11)

잡지명

電子情報通信學會誌

과학기술
표준분류

정보통신

페이지

969~973

분석자

유*로

분석물

• 환경발전 기술로서의 열전변환 기술의 현황과 전망.pdf [359,303 byte]

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